隨著LED應(yīng)用技術(shù)的不斷提高和成本的逐步下降,， LED燈在汽車電子上經(jīng)過近年來的技術(shù)驗(yàn)證,、概念車展示等初步設(shè)想階段之后,，越來越接近大范圍應(yīng)用于量產(chǎn)車系統(tǒng)中的美好前景,。從奧迪R8電子系統(tǒng)全面使用LED燈開始,，到奔馳、寶馬,、凱迪拉克,、豐田等公司也推出了自己的LED燈替代傳統(tǒng)白熾光、HID燈的汽車車型,，各種五彩繽紛的LED燈具為新型車增色不少,，吸引了廣大消費(fèi)者的眼球,，同時(shí),，也為未來的汽車設(shè)計(jì)提供了一個(gè)新的亮點(diǎn)，相信不久會有更多的汽車廠家會將LED燈作為汽車照明,、指示,、背光和裝飾的首選。

          LED適合于汽車電子的各種照明應(yīng)用,，包括大燈（遠(yuǎn)光燈和近光燈）,，霧燈，尾燈,，剎車燈,，轉(zhuǎn)向信號燈,，白天行車燈，踏板照明燈,，車內(nèi)照明燈,，示寬燈，導(dǎo)航,，娛樂系統(tǒng),，儀表背光燈及指示燈等。LED燈應(yīng)用于汽車系統(tǒng)中主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：第一,，顏色飽和度高,，使輸出光線更加清晰柔和，符合汽車大燈應(yīng)用的特點(diǎn),；第二,，使用壽命長，經(jīng)久耐用,，抗震性強(qiáng),，可超過10000小時(shí)，而傳統(tǒng)鹵素?zé)魤勖话阍?00小時(shí)左右,；第三,，效率高，較少額外損耗,，比起傳統(tǒng)燈的復(fù)雜散熱系統(tǒng),，可以看出LED燈的熱損耗要小得多，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到85%以上,，尤其適合未來汽車注重節(jié)能的設(shè)計(jì)理念,；第四，響應(yīng)速度快,，不同于傳統(tǒng)白熾光,，HID燈需要較長的驅(qū)動點(diǎn)亮延遲，更實(shí)時(shí)反映車況和路況,，留給駕駛者更長的判斷時(shí)間,，減少汽車安全事故；第五,，體積小,，重量輕，,可以實(shí)現(xiàn)更小巧精致的燈具,，為其他的車型設(shè)計(jì)節(jié)約更多空間,；第六，LED燈屬于但色性很好的光源，沒有紅外線,，紫外線等其他光線,，熱量、輻射很少,，適合汽車室內(nèi)照明,、背光應(yīng)用需求。

         LED燈在汽車中的使用,，目前主要集中在大燈,、尾燈、照明燈,、車載GPS背光等的使用上,，尤其是尾燈，大約占整個(gè)市場的10%,。

          五大技術(shù)挑戰(zhàn)

         國內(nèi)車用LED的規(guī)模目前僅占汽車光源市場10%左右的小份額,目前主要還是比較集中在高端車應(yīng)用中,。盡管LED燈成本在持續(xù)下降，但要做到與傳統(tǒng)光源不相上下,，還需要在質(zhì)量和產(chǎn)量上逐步提高,，才能降低LED成本，擴(kuò)大LED的汽車電子市場占有份額,。

          成本高并非是延緩LED燈在汽車電子應(yīng)用的唯一因素,，一些技術(shù)性能方面的難題也是需要去解決的，比如單個(gè)LED的光照強(qiáng)度仍顯不足,，這就不能夠隨意減少LED的數(shù)目去縮小燈具體積,；同時(shí)較小的體積不利于光源散熱，這就需要LED廠家做好產(chǎn)品的熱管理,，才能將LED的優(yōu)勢發(fā)揮得更充分,，無論對于LED的壽命或演色性都能提供較佳的狀態(tài)，否則只能是適得其反,，降低了產(chǎn)品質(zhì)量,；LED驅(qū)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率也是目前比較關(guān)鍵的問題點(diǎn)，在大功率應(yīng)用中很多方案在兼顧成本的同時(shí)轉(zhuǎn)換效率并不高,；還有目前我國LED燈應(yīng)用在汽車電子都屬于高端車,，而高端車都大部分在國外汽車廠商控制，國外廠家對LED供應(yīng)商的選擇和認(rèn)證非?？量?，國內(nèi)LED企業(yè)很難進(jìn)入其供應(yīng)鏈中,；再有我國的LED燈生產(chǎn)水平大部分還停留在民用產(chǎn)品的要求范圍內(nèi),，很難達(dá)到汽車級應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，即使達(dá)到汽車級應(yīng)用的一些廠家可能生產(chǎn)能力及保證產(chǎn)品一致性等方面也不一定夠，很難滿足量產(chǎn)汽車的大批量高質(zhì)量的需求,。

         因此LED燈要想加快在整個(gè)汽車光源上的占有率,，必須首先在這些問題上加大解決力度，如上所述的熱管理問題,、生產(chǎn)成本及產(chǎn)品一致性問題等等,。

         隨著LED應(yīng)用技術(shù)的不斷提高和成本的逐步下降， LED燈在汽車電子上經(jīng)過近年來的技術(shù)驗(yàn)證,、概念車展示等初步設(shè)想階段之后,，越來越接近大范圍應(yīng)用于量產(chǎn)車系統(tǒng)中的美好前景。從奧迪R8電子系統(tǒng)全面使用LED燈開始,，到奔馳,、寶馬、凱迪拉克,、豐田等公司也推出了自己的LED燈替代傳統(tǒng)白熾光,、HID燈的汽車車型，各種五彩繽紛的LED燈具為新型車增色不少,，吸引了廣大消費(fèi)者的眼球,，同時(shí)，也為未來的汽車設(shè)計(jì)提供了一個(gè)新的亮點(diǎn),，相信不久會有更多的汽車廠家會將LED燈作為汽車照明,、指示、背光和裝飾的首選,。

          LED適合于汽車電子的各種照明應(yīng)用,，包括大燈（遠(yuǎn)光燈和近光燈），霧燈,，尾燈,，剎車燈，轉(zhuǎn)向信號燈,，白天行車燈,，踏板照明燈，車內(nèi)照明燈,，示寬燈,，導(dǎo)航，娛樂系統(tǒng),，儀表背光燈及指示燈等,。LED燈應(yīng)用于汽車系統(tǒng)中主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：第一，顏色飽和度高,，使輸出光線更加清晰柔和,，符合汽車大燈應(yīng)用的特點(diǎn)；第二，使用壽命長,，經(jīng)久耐用,，抗震性強(qiáng)，可超過10000小時(shí),，而傳統(tǒng)鹵素?zé)魤勖话阍?00小時(shí)左右,；第三，效率高,，較少額外損耗,，比起傳統(tǒng)燈的復(fù)雜散熱系統(tǒng)，可以看出LED燈的熱損耗要小得多,，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到85%以上,，尤其適合未來汽車注重節(jié)能的設(shè)計(jì)理念；第四,，響應(yīng)速度快,，不同于傳統(tǒng)白熾光，HID燈需要較長的驅(qū)動點(diǎn)亮延遲,，更實(shí)時(shí)反映車況和路況,，留給駕駛者更長的判斷時(shí)間，減少汽車安全事故,；第五,，體積小，重量輕,，,可以實(shí)現(xiàn)更小巧精致的燈具,，為其他的車型設(shè)計(jì)節(jié)約更多空間；第六,，LED燈屬于但色性很好的光源,，沒有紅外線，紫外線等其他光線,，熱量,、輻射很少，適合汽車室內(nèi)照明,、背光應(yīng)用需求,。

         LED燈在汽車中的使用，目前主要集中在大燈,、尾燈,、照明燈、車載GPS背光等的使用上,，尤其是尾燈,，大約占整個(gè)市場的10%,。

          五大技術(shù)挑戰(zhàn)

         國內(nèi)車用LED的規(guī)模目前僅占汽車光源市場10%左右的小份額,目前主要還是比較集中在高端車應(yīng)用中。盡管LED燈成本在持續(xù)下降,，但要做到與傳統(tǒng)光源不相上下，還需要在質(zhì)量和產(chǎn)量上逐步提高,，才能降低LED成本,，擴(kuò)大LED的汽車電子市場占有份額。

          成本高并非是延緩LED燈在汽車電子應(yīng)用的唯一因素,，一些技術(shù)性能方面的難題也是需要去解決的,，比如單個(gè)LED的光照強(qiáng)度仍顯不足，這就不能夠隨意減少LED的數(shù)目去縮小燈具體積,；同時(shí)較小的體積不利于光源散熱,，這就需要LED廠家做好產(chǎn)品的熱管理，才能將LED的優(yōu)勢發(fā)揮得更充分,，無論對于LED的壽命或演色性都能提供較佳的狀態(tài),，否則只能是適得其反，降低了產(chǎn)品質(zhì)量,；LED驅(qū)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率也是目前比較關(guān)鍵的問題點(diǎn),，在大功率應(yīng)用中很多方案在兼顧成本的同時(shí)轉(zhuǎn)換效率并不高；還有目前我國LED燈應(yīng)用在汽車電子都屬于高端車,，而高端車都大部分在國外汽車廠商控制,，國外廠家對LED供應(yīng)商的選擇和認(rèn)證非常苛刻,，國內(nèi)LED企業(yè)很難進(jìn)入其供應(yīng)鏈中,；再有我國的LED燈生產(chǎn)水平大部分還停留在民用產(chǎn)品的要求范圍內(nèi)，很難達(dá)到汽車級應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),，即使達(dá)到汽車級應(yīng)用的一些廠家可能生產(chǎn)能力及保證產(chǎn)品一致性等方面也不一定夠,，很難滿足量產(chǎn)汽車的大批量高質(zhì)量的需求。

         因此LED燈要想加快在整個(gè)汽車光源上的占有率,，必須首先在這些問題上加大解決力度,，如上所述的熱管理問題、生產(chǎn)成本及產(chǎn)品一致性問題等等,。

         汽車要求分立式LED驅(qū)動電源

         用恒壓源驅(qū)動不能保證LED亮度的一致性,，并且影響LED的可靠性、壽命和光衰,。因此,，LED必須使用恒流源驅(qū)動。大多數(shù)LED都有規(guī)定的電流值,，可以使用配置為恒流源的線形穩(wěn)壓器來驅(qū)動,，線性穩(wěn)壓器具有減少零部件數(shù)和降低電磁干擾(EMI)的優(yōu)點(diǎn),，但在效率和熱耗方面有嚴(yán)重的弊端，不適合大功率應(yīng)用,，用開關(guān)式電源(SMPS)則更適合在各種應(yīng)用中,。

         目前采用SMPS模式LED驅(qū)動電源是市場主流，同時(shí)也分為分離器件組合方式和IC集成方式,，IC集成模式如臺灣聚積科技(MacroBlock),、Zetex(Diodes)、TI和NSC等,，主要特點(diǎn)是內(nèi)置MOSFET及其驅(qū)動電路,，同時(shí)有些集成了多路驅(qū)動、自動調(diào)光和各種保護(hù)功能等,，應(yīng)用電路簡單,，體積小，易于控制成本,，但是由于這種應(yīng)用驅(qū)動電流小,，設(shè)計(jì)不夠靈活，控制精度不高,，不能實(shí)現(xiàn)升壓模式等原因,，在多數(shù)汽車電子應(yīng)用中有很大局限性，而采用PWM控制芯片及外置MOSFET實(shí)現(xiàn)的分離模式則可以實(shí)現(xiàn)汽車電子中大功率,，高效率以及高穩(wěn)定性的應(yīng)用,，它可以通過不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，結(jié)合LED對電壓,，電流和功率的需求,，實(shí)現(xiàn)符合系統(tǒng)的整體目標(biāo)。在成本上也會隨著用量逐步降低,。
歐洲前裝市場主流方案

         目前MCU+MCP1630方案應(yīng)用在歐洲應(yīng)用相當(dāng)廣泛,，占?xì)W洲前裝市場70%以上的市場，主要應(yīng)用在大燈(遠(yuǎn)光燈),、尾燈,、閃燈等應(yīng)用，該芯片以其高可靠性能,，高效率,，靈活的功能，高性價(jià)比在汽車電子LED驅(qū)動應(yīng)用中樹立了很好的口碑,，為國外一些大廠商LED驅(qū)動的首選,，同時(shí)，隨著用量的不斷增大,，MCP1630成本優(yōu)勢也在越來越明顯,，完全可以在中低端車型中應(yīng)用,，更好地解決LED驅(qū)動中的熱管理、效率,、產(chǎn)品一致性等問題,。

          MCP1630 是可用來開發(fā)智能電源的一種高速脈寬調(diào)制器。MCP1630在峰值電流模式下可以達(dá)到1MHz頻率,，CMOS輸出驅(qū)動器可以直接控制MOSFET驅(qū)動器或者低端N溝道MOSFET,，可提供外部參考電源，靈活實(shí)現(xiàn)輸出電壓及電流調(diào)節(jié)設(shè)置;內(nèi)部高速比較器,，高速帶寬/誤差放大器可以實(shí)現(xiàn)更快更精確的電流檢測,，同時(shí)集成了過溫保護(hù),、欠壓鎖定功能,，更好地實(shí)現(xiàn)更好的熱管理。當(dāng)與單片機(jī)配合,，它可以通過控制電源系統(tǒng)的占空比以提供穩(wěn)定的輸出電壓或電流,。單片機(jī)則用來調(diào)整輸出電壓或電流、開關(guān)頻率,、最大占空比以及可提高電源系統(tǒng)智能化和可調(diào)節(jié)性的其他特性,。

          在LED驅(qū)動系統(tǒng)中，如果電源電壓超出總LED電壓,，就需要降壓轉(zhuǎn)換器,。如果LED組的電壓超出電源電壓，就需要升壓轉(zhuǎn)換器,。在汽車電源系統(tǒng)中,，LED電壓可能高于或低于電源電壓，這樣,，就應(yīng)該采用降壓／升壓或單端初級電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC)等電源拓?fù)浼夹g(shù),。MCP1630能實(shí)現(xiàn)以上各種拓?fù)湓O(shè)計(jì)需要。同時(shí)秉承Microchip產(chǎn)品的一貫作風(fēng)(高穩(wěn)定性和產(chǎn)品一致性),，使LED的生產(chǎn)成本和質(zhì)量都得到提高,。下面就以Microchip公司的高速PWM芯片MCP1630為例，通過SEPIC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)去闡述該方案的在汽車電子應(yīng)用中的適用性,。

                                         MCP1630 LED驅(qū)動器DEMO板

         Microchip推出了采用PIC12F1823+MCP1630的SEPIC拓?fù)涞尼槍ζ囄矡?閃燈應(yīng)用DEMO,，可實(shí)現(xiàn)+9V到+16V的輸入電壓，最高輸出電壓達(dá)到55V@350mA,，驅(qū)動10個(gè)1.5WLED燈,，同時(shí)實(shí)現(xiàn)分級調(diào)光、欠壓,、過溫保護(hù)等功能,，轉(zhuǎn)換效率達(dá)85%以上 ,。

                                             采用MCP1630 SEPIC轉(zhuǎn)換器的LED驅(qū)動方案

           該應(yīng)用中MCP1630能夠使LED的負(fù)載電流在各種因素的影響下都控制在預(yù)先設(shè)計(jì)的水平上，電路將一個(gè)基準(zhǔn)電壓或電流信號Vref與LED負(fù)載電壓或電流信號FB 送入信號控制模塊中進(jìn)行比較,，誤差信號經(jīng)處理后送回初級控制IC中進(jìn)行處理,，當(dāng)負(fù)載電流因各種因素而產(chǎn)生變化時(shí)，初級控制IC可以通過控制開關(guān)使負(fù)載電流回到初始設(shè)計(jì)值上,。通過反饋及過溫檢測,，可以很好實(shí)現(xiàn)熱管理。

             在所采用的拓?fù)渖?，SEPIC轉(zhuǎn)換器的效率雖然不如降壓穩(wěn)壓器或升壓穩(wěn)壓器,，但它也有其優(yōu)點(diǎn),SEPIC同時(shí)擁有升壓及降壓的能力，特別適合汽車在冷啟動的時(shí)候,，電壓有可能低至4.5V左右,而另一方面,，在汽車過載等情況下電壓會突升到40V以上的突升突降應(yīng)用，另一個(gè)極受汽車應(yīng)用關(guān)注的優(yōu)點(diǎn)在于其電路中間的電容器,，它可為輸入與輸出之間提供非常有效的隔離,。當(dāng)然SEPIC轉(zhuǎn)換器還有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)是需要兩個(gè)電感器才能運(yùn)作。本應(yīng)用中將兩個(gè)電感以同心圓方式纏繞成對立的兩個(gè)分離元件,，既節(jié)約成本又節(jié)約體積,。同時(shí)MCP1630在峰值電流模式下由于有高速比較器的存在，可以在12ns內(nèi)快速響應(yīng),，實(shí)現(xiàn)快速高精度的電流閉環(huán),。同時(shí)PIC12F1823通過AD檢測也能實(shí)現(xiàn)電壓檢測，實(shí)現(xiàn)高效率控制,。

                                                           SEPIC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)

        除了可以作為SEPIC拓?fù)鋺?yīng)用,，MCP1630同樣可以應(yīng)用于單獨(dú)的升壓/降壓電路中，主要應(yīng)用于汽車頭燈與日間行車燈等,，可以實(shí)現(xiàn)LED串聯(lián),，實(shí)現(xiàn)更高效控制應(yīng)用

                                          MCP1630升壓轉(zhuǎn)換器應(yīng)用方案

                                            MCU集成式LED驅(qū)動方案

          除了MCP1630應(yīng)用，Microchip還推出了低成本MCU集成式LED驅(qū)動應(yīng)用方案,，如PIC12HV615,，PIC16HV785，其內(nèi)部集成了高壓穩(wěn)壓器,、高速硬件PWM模塊,、比較器、ADC,、運(yùn)放,、電壓基準(zhǔn)等等，可以實(shí)現(xiàn)升壓或者降壓控制,，應(yīng)用于車載設(shè)備背光源,、儀表背光源,、剎車照明燈等小功率應(yīng)用中，將傳統(tǒng)CCFL背光轉(zhuǎn)成LED背光,。MCU的豐富資源可以實(shí)現(xiàn)更多的智能化功能,，高度集成的應(yīng)用降低了成本，也簡化了設(shè)計(jì),，節(jié)約了空間,，同樣有助于克服熱管理，提高效率,。但是該應(yīng)用目前還不太適合在大功率應(yīng)用中,。